Downloads
pdf
(57 kB)
|
Im Bereich Lehre und Forschung möchten wir eine Brücke zwischen Theorie und Praxis schlagen. Mathematische Methoden helfen uns reale technische Systeme untersuchen zu können. Diese werden als numerische Simulationen abgebildet und über Regelalgorithmen, wie beispielsweise Modellprädiktiver Regelung, beeinflusst. Die Ergebnisse unserer Untersuchungen werden schließlich auf das reale System angewandt. Von hardware-naher Programmierung mittels C/C++ bis hin zu numerischen Simulationen mit MATLAB, Python oder Julia arbeiten wir mit unterschiedlicher Software um unsere Projekte umzusetzen. Unser Fokus liegt dabei vor allem in den folgenden Bereichen.
Bei vielen technologischen Prozessen spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle. Sei es die Klimatisierung von Gebäuden, die Kühlung von Motoren oder Hochleistungsrechnern, oder die optimale Erwärmung zur Herstellung von Kunststoffen - die korrekte Wärmezu- und abfuhr sind ausschlaggebend. In unserer Gruppe beschäftigen wir uns mit der Steuerung von Wärmeleitungsproblemen unter Einwirkung von mehreren Aktuatoren. Hierbei müssen die Regelalgorithmen nicht nur entscheiden, wie viel Wärme sie einbringen, sondern auch an welcher Stelle. Typische Anwendungsfelder sind industrielle Backprozesse beispielsweise in der Halbleiterindustrie.
Moderne Verfahren des Maschinellen Lernens haben nicht nur bei IT-Diensten, wie Suchmaschinen und sozialen Netzwerken, wichtigen Einfluss. Zur Untersuchung komplexer Systeme beruhen auch viele wissenschaftliche Methoden auf daten-gestützter Modellierung. Diese komplexen Systeme sind häufig zu umfangreich um sie detailliert beschreiben zu können. Daher nutzen wir als Entwickler und Wissenschaftler so genannte Grey-Box-Modelle, die es uns ermöglichen bei nur teilweiser Kenntnis von Systemen unter Zuhilfenahme von großen Datensätzen das theoretische Modell dem echten anzunähern. Beispiele dafür sind Fahrdynamiken von Fahrzeugen, bei denen jedes Bauteil einen Einfluss auf die Fahrt hat, oder chemische Reaktionen, bei denen eine riesige Anzahl von Teilchen bzw. Reaktionspartnern zusammenwirken.
Siehe auch: SciML
Von Haushaltselektronik bis industriellen Steuerungen finden sich in fast jedem Lebensbereich mikroelektronische Schaltungen als eingebettete Systeme. Diese dienen häufig zur Messung und Weiterverarbeitung von Daten, beispielsweise die Lichtsteuerung in Gebäuden. Da kommerzielle industrielle Steuerungen häufig weniger flexibel in ihrem Einsatzgebiet und meist auch kosten-intensiver sind als Einplatinencomputer, erproben wir deren Einsatzgebiet im kleinen industriellen Umfeld. Verfahrenstechnische, elektrische und mechanische Systeme dienen uns dabei als zu Grunde liegende Hardware, die mittels eingebetteten Systemen angesteuert wird.
Wir bieten Projekte und Abschlussarbeiten mit Bezug zu unseren Forschungsgebieten an: Thermische Prozesstechnik, Scientific Machine Learning und Eingebettete Systeme. Thematisch können interessierte Studierende wählen zwischen Softwareprojekten mit soliden theoretischen Grundlagen oder hardwarenaher Entwicklung für das Labor inklusive praktischer Experimente und deren Auswertung.
Wir entwickeln mathematische Modelle und Steuerungen für komplexe dynamische Systeme und implementieren diese in moderne Programmiersprachen wie Julia, MATLAB, Python oder C/C++. Projekte und Abschlussarbeiten in den folgenden Bereichen werden angeboten:
Wir arbeiten an der Transformation von proprietärer Hard- und Software hin zu freien und offenen Lösungen wie beispielsweise Raspberry Pi oder Arduino. Die von uns angeboteten Projekte beinhalten alle Bereiche der Regelungs- und Systemtechnik wie
Dafür bieten wir die folgenden Experimente als grundlegende Hardware an:
pdf
(57 kB)
|
Das Embedded Control Seminar soll den Studierenden ermöglichen in ein Thema der aktuellen Forschung und Entwicklung eintauchen und die Ergebnisse präsentieren zu können. Es werden Themen aus allen Bereichen der Regelungstechnik wie beispielsweise die Nichtlineare Regelung aber auch aus verwandten Gebieten wie der Mathematischen Optimierung, Numerischen Mathematik oder dem Maschinellen Lernen angeboten.
Mathematische Optimierung | Grundlagen und Automatisches Differenzieren |
Robuste und nichtlineare Regelung | H-unendlich-Regelung und Port-Hamiltonische Systeme |
Anwendungen des Kalman-Filters | LQG-Regler und Ensemble, Extended und Unscented Kalman-Filter |
Data driven modeling and control | Zeitreihen, ARMA-Modelle und Koopman Operator Theorie |
Scientific Machine Learning | Numerisch-Symbolische Programmierung und Continuous Normalizing Flows |
Tag | Zeit | Thema |
22.01.2021 | 11:30 |
|
16:00 |
|
|
29.01.2021 | 11:30 |
|
16:00 |
|
|
05.02.2021 | 11:30 |
|
16:00 |
|
Wir bieten Lehrveranstaltungen im Bereich der Regelungstechnik und der Eingebetteten Systeme an.
Microcontroller | Winter / Sommer | Vorlesung und Praktikum | Moodle course |
Regelungstechnik | Winter / Sommer | Vorlesung und Praktikum | Moodle course |
Advanced Control Systems: Digital Control | nur Sommer | Vorlesung und Praktikum | Moodle course |
Embedded Control | nur Winter | Seminar und Praktikum | Moodle course |
Tutorium Regelungstechnik (optional) | Winter / Sommer | Moodle course |
Diese Veranstaltung bietet eine Einführung in lineare dynamische Systeme im kontinuierlichen und diskreten Zeit- und Frequenzbereich. Behandelt werden die Modellierung gewöhnlicher Differentialgleichungen und Übertragungsfunktionen, und der Entwurf von Regelungen mittels heuristischen, algebraischen und graphischen Methoden.
Moderne komplexe dynamische Systeme werden im Zeitbereich modelliert, simuliert und gesteuert wie in dieser Veranstaltung präsentiert wird. Insbesondere werden gängige Methoden im Zustandsraum zur Analyse und Steuerung linearer zeit-invarianter Systeme diskutiert. Darüber hinaus wird die Modellierung und Steuerung nichtlinearer Systeme eingeführt.
download
MATLAB-Einführung
download
MATLAB-Einführung Skript
|
MATLAB-Einführung Skript
pdf
(605 kB)
|
download
V1 Frequenzgang und Übergangsfunktion
download
V1 Frequenzgang und Übergangsfunktion Skript
|
V1 Frequenzgang und Übergangsfunktion Skript
pdf
(238 kB)
|
download
V2 Drehzahl- und Winkellageregelung
download
V2 Drehzahl- und Winkellageregelung Skript
|
V2 Drehzahl- und Winkellageregelung Skript
pdf
(629 kB)
|
download
V3 Wurzelortskurven
download
V3 Wurzelortskurven Skript
|
V3 Wurzelortskurven Skript
pdf
(605 kB)
|
download
V4 Heizungsregelung
download
V4 Heizungsregelung Skript
|
V4 Heizungsregelung Skript
pdf
(205 kB)
|
Telefon | |
---|---|
Raum | H240 |
Besuchsadresse |
Gebäude H (Hauptgebäude)
Doggenriedstraße
88250 Weingarten |
Postadresse |
RWU Hochschule Ravensburg-Weingarten University of Applied Sciences Regelungs- und Prozesstechnik Postfach 30 22 D 88216 Weingarten |